PNAS: Есть ли признаки жизни на холодной луне Сатурна?

По мере развития астрофизических технологий и исследований все чаще возникает вопрос: есть ли жизнь в других уголках Вселенной? В одной только галактике Млечный Путь насчитываются сотни миллиардов небесных тел, но в своих поисках ученые часто ищут три важнейших элемента: воду, энергию и органический материал.

Есть данные, что ледяная луна Сатурна Энцелад — это океанический мир, который содержит все эти три элемента, что делает его главной целью в поисках жизни.

Во время своей 20-летней миссии космический аппарат НАСА «Кассини» обнаружил, что ледяные шлейфы извергаются с поверхности Энцелада со скоростью около 800 миль в час (400 м/с). Эти шлейфы предоставляют прекрасную возможность для сбора образцов и изучения состава океанов Энцелада и потенциальной обитаемости. Однако до сих пор было неизвестно, не приведет ли скорость шлейфов к фрагментации органических соединений, содержащихся в ледяных зернах, что приведет к разрушению образцов.

Теперь исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего продемонстрировали лабораторные доказательства того, что аминокислоты, переносимые в этих ледяных шлейфах, могут пережить удар со скоростью до 4,2 км/с, что позволяет обнаружить их при отборе проб космическими аппаратами. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

В 2012 году заслуженный профессор химии и биохимии Калифорнийского университета в Сан-Диего Роберт Континетти и его коллеги построили на заказ уникальный спектрометр для изучения динамики столкновений отдельных аэрозолей и частиц на высоких скоростях. Хотя прибор не был создан специально для изучения столкновений ледяных зерен, он оказался именно тем, что нужно.

Этот аппарат — единственный в своем роде в мире, который может выбирать отдельные частицы и ускорять или замедлять их до выбранных конечных скоростей, — заявил Континетти.

Мы можем исследовать поведение частиц диаметром от нескольких микрон до сотен нанометров в различных материалах, например, как они рассеиваются или как изменяется их структура при ударе.

В 2024 году НАСА запустит аппарат Europa Clipper, который отправится к Юпитеру. Европа, одна из крупнейших лун Юпитера, является еще одним океаническим миром и имеет схожий с Энцеладом ледяной состав. Есть надежда, что «Клипер» или любые другие будущие зонды к Сатурну смогут идентифицировать определенный ряд молекул в ледяных зернах, которые могут указать на существование жизни в подповерхностных океанах этих лун, но молекулы должны пережить быстрое извержение из луны и сбор зондом.

Хотя уже проводились исследования структуры некоторых молекул в частицах льда, команда Континетти впервые измерила, что происходит, когда одна ледяная крупинка ударяется о поверхность.

Для проведения эксперимента ледяные зерна были созданы с помощью электрораспылительной ионизации, когда вода проталкивается через иглу, находящуюся под высоким напряжением, в результате чего возникает заряд, разбивающий воду на все более мелкие капли. Затем капли помещали в вакуум, где они замерзали. Команда измерила их массу и заряд, а затем с помощью детекторов заряда изображения наблюдала за зернами, когда они пролетали через спектрометр. Ключевым элементом эксперимента стала установка микроканального пластинчатого ионного детектора для точного определения момента удара с точностью до наносекунды.

Результаты показали, что аминокислоты, которые часто называют строительными блоками жизни, могут быть обнаружены при ограниченной фрагментации вплоть до скорости удара 4,2 км/с.

Чтобы получить представление о том, какая жизнь возможна в Солнечной системе, нужно знать, что в отобранных ледяных зернах не было сильной молекулярной фрагментации, чтобы можно было получить отпечаток того, что делает их самостоятельной формой жизни, — говорит Континетти.

Наша работа показывает, что это возможно с ледяными плюмами Энцелада.

Исследование Континетти также поднимает интересные вопросы для самой химии, в том числе о том, как соль влияет на возможность обнаружения определенных аминокислот. Считается, что Энцелад содержит огромные соленые океаны — больше, чем на Земле. Поскольку соль изменяет свойства воды как растворителя, а также растворимость различных молекул, это может означать, что некоторые молекулы скапливаются на поверхности ледяных зерен, что повышает вероятность их обнаружения.

Последствия, которые это имеет для обнаружения жизни в других местах Солнечной системы без миссий на поверхность этих лун с океанами, очень интересны, но наша работа выходит за рамки биосигнатур в ледяных зернах, — заявил Континетти.

Она имеет значение и для фундаментальной химии. Нас радует перспектива пойти по стопам Гарольда Урея и Стэнли Миллера, основателей Калифорнийского университета в Сан-Диего, в изучении формирования строительных блоков жизни в результате химических реакций, активированных ударами ледяных зерен.

05.12.2023


Подписаться в Telegram



Космос

Телескоп Уэбб снял столкновение астероидов в соседней звездной системе
Телескоп Уэбб снял столкновение астероидов в соседней звездной системе

Астрономы запечатлели массивное столкновение г...

ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд

Первые научные снимки, сделанные спутником Euc...

Nature Astronomy: Открыта планета с плотностью сахарной ваты
Nature Astronomy: Открыта планета с плотностью сахарной ваты

Международная команда под руководством ис...

Nature: Исследование объяснит, почему на Венере нет воды
Nature: Исследование объяснит, почему на Венере нет воды

Ученые-планетологи из Университета Колора...

EGU: 41 000 лет назад атмосферу Земли пронзили космические лучи
EGU: 41 000 лет назад атмосферу Земли пронзили космические лучи

Магнитное поле Земли защищает нашу планету от&...

«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе

Тайны Вселенной не перестают привлекать л...

Освоение космоса: остановить нельзя развивать
Освоение космоса: остановить нельзя развивать

За последнее десятилетие человечество стало св...

ALMA обнаружил тень квазара, который застал Вселенную моложе миллиарда лет
ALMA обнаружил тень квазара, который застал Вселенную моложе миллиарда лет

Теоретические предсказания подтвердились благо...

Планета размером с Землю обнаружена на «заднем дворе» нашего Солнца
Планета размером с Землю обнаружена на «заднем дворе» нашего Солнца

Группа астрономов обнаружила планету, которая ...

MNRAS: Раскрыты секреты "горячего Сатурна" и его пятнистой звезды
MNRAS: Раскрыты секреты "горячего Сатурна" и его пятнистой звезды

Группа астрономов под руководством ученых...

Science Advances: Открыт загадочный компонент кислотных облаков Венеры
Science Advances: Открыт загадочный компонент кислотных облаков Венеры

Из чего состоят облака Венеры? Ученые знают, ч...

MNRAS: Нептун и Уран действительно похожи
MNRAS: Нептун и Уран действительно похожи

Нептун известен как насыщенный голубой, а...

Nature Geoscience: Ученые возвестили начало лунного антропоцена
Nature Geoscience: Ученые возвестили начало лунного антропоцена

Впервые люди потревожили лунную пыль 13 сентяб...

PNAS: Есть ли признаки жизни на холодной луне Сатурна?
PNAS: Есть ли признаки жизни на холодной луне Сатурна?

По мере развития астрофизических технологий и&...

Nature: Водород в лунных образцах дает новую надежду на освоение космоса
Nature: Водород в лунных образцах дает новую надежду на освоение космоса

Исследователи Военно-морской исследовательской...

NASA: Уэбб обнаружил новые объекты в центре Млечного Пути
NASA: Уэбб обнаружил новые объекты в центре Млечного Пути

На последнем снимке космического телескопа НАС...

Nature Synthesis: Иммиграция на Марс становится реальнее
Nature Synthesis: Иммиграция на Марс становится реальнее

Иммиграция на Марс и жизнь на н...

На космической рождественской елке нашли 14 транзитных объектов
На космической рождественской елке нашли 14 транзитных объектов

Международная группа ученых под руководст...

The Astrophysical Journal: Богатые газом галактики зажгли раннюю Вселенную
The Astrophysical Journal: Богатые газом галактики зажгли раннюю Вселенную

Новые изображения, полученные с помощью к...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

JCI: Тяжелая форма COVID-19, возможно, связана с аутоантителами
JCI: Тяжелая форма COVID-19, возможно, связана с аутоантителами
Разгадана тайна снижения производительности перспективного катодного материала
Разгадана тайна снижения производительности перспективного катодного материала
Каждый четвертый родитель говорит, что ребенок не может уснуть из-за тревоги
Каждый четвертый родитель говорит, что ребенок не может уснуть из-за тревоги
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Богатый белком рацион меняет микробиом кишечника и общее состояние организма
Богатый белком рацион меняет микробиом кишечника и общее состояние организма
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Высокоточные измерения ставят под сомнение наше понимание Цефеид
Высокоточные измерения ставят под сомнение наше понимание Цефеид
Останется ли магний снотворным для кузнечиков в результате потепления?
Останется ли магний снотворным для кузнечиков в результате потепления?
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи

Новости компаний, релизы

Новая "Кантиана" поможет студентам быстрее адаптироваться к калининградскому климату
Российские ученые предложили тушить пожары с помощью газогидратного огнетушителя
Минералоги СПбГУ нашли на острове Диско возможный источник фосфора для возникновения первых живых организмов
Московский Политех внедряет ИИ для повышения эффективности приемной кампании и трансформации обучения
Астрономы СПбГУ узнали возраст одного из самых мощных метеорных потоков